DE325433C - Thrust and support bearings - Google Patents

Description

Druck- und Traglager. Die Erfindung hat ein Druck- und Traglager zum Gegenstand und besteht in der Vereinigung eines Kugellagers mit einem Lager für laminare Schmierflüssigkeitsströmung. Für kleine Drehzahlen wird die Abstützung normaler bzw. achsialer Wellendrücke durch das Kugellager, für höhere Drehzahlen das Hauptmaß der D.rückeabstützung im Verhältnis der Drehzahlsteigerung von dem Lager für laminare Strömung übernommen. Die das Lager für laminare Strömung verlassende Schmierflüssigkeit, die als Druckmittel wirkt, kann dem Kugellager - wenn dieses ein Kugeldrucklager ist -zweckmäßig achsial bzw. .- wenn es sich um ein Kugeltraglager handelt -zweckmäßig radial zugeführt werden, um auf diese Weise die Druck- oder Tragelemente, die einzelnen Kugeln, entgegengesetzt den auf sie wirkenden Lagerdrücken abzustützen und gleichzeitig durch Bühlen ein Warmlaufen zu verhüten. Natürlich kann die Flüssigkeitszuführung auch aus einer Richtung erfolgen, die etwa in der Komponente aus den auf das Kugellager sich äußernden normalen und achsialen Drücken liegt.Thrust and support bearings. The invention has a thrust and support bearing for Object and consists in the union of a ball bearing with a bearing for laminar flow of lubricant. For low speeds, the support is normal or axial shaft pressures due to the ball bearing, for higher speeds the main measure of the back support in the ratio of the increase in speed of the Bearings adopted for laminar flow. The one leaving the laminar flow camp Lubricating fluid, which acts as a pressure medium, can damage the ball bearing - if this A ball thrust bearing is - expediently axial or - if it is a ball bearing is - expediently fed radially in order to in this way the pressure or Support elements, the individual balls, oppose the bearing pressures acting on them to support and at the same time to prevent warming up by Bühlen. Naturally the liquid can also be supplied from a direction approximately in the Component from the normal and axial pressures expressed on the ball bearing lies.

Das neue Druck- und Traglager besitzt gegenüber den bekanntgewordenen Lagern für den gleichen Zweck den Vorteil der Einfachheit. Die einzelnen Teile sind leicht, auch in Massen leicht, herstellbar, bequem auswechselbar und- in ihrer neuen Wechselwirkung zueinander betriebssicher. Die Bauart ist gedrängt.The new thrust and support bearing possesses compared to the known ones Store for the same purpose the benefit of simplicity. The individual parts are light, also light in masses, manufacturable, easily exchangeable and - in its new way Interaction with one another is operationally reliable. The design is compact.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in den Fig. i bis 3 in beispielsweisen Ausführungsformen veranschaulicht.The object of the invention is shown in the drawing in FIGS 3 illustrated in exemplary embodiments.

Fig. i und 2 betreffen Endlager.Figs. I and 2 relate to repositories.

Fig.3 zeigt eine auf einem Wellenstrang durch Stopfbüchsen abgedichtete Anordnung. In den die Erfindung- veranschaulichenden Darstellungen bildet der Lagerteil der Welle i tnit dem Lagerteil 2 einen gegen die Richtung der achsialen Druckäußerung sich verjüngenden Kegelspalt für den Durchtritt der Flüssigkeit.Fig. 3 shows a sealed on a shaft by stuffing boxes Arrangement. In the representations illustrating the invention, the bearing part forms the shaft i tnit the bearing part 2 against the direction of the axial pressure expression tapered conical gap for the passage of the liquid.

Der Lagerkörper 3 ist nach Fig. i . mit einem Lagermetallfutter versehen. Nach Fig. 2 und 3 trägt der Lagerkörper 3 auswechselbar am Umfang- mit Spiel zueinander angeordnete und mit bulligen oder kugeligen Tragköpfen q. versehene Segmentdruckkörper 5.The bearing body 3 is shown in FIG. provided with a bearing metal lining. According to FIGS. 2 and 3, the bearing body 3 carries interchangeably on the circumference with play to one another arranged and with beefy or spherical carrying heads q. provided segment pressure body 5.

An der Seite des Konusses mit dem kleinsten Umfang ist ein Schmierölgehäuse für den Zulauf der Schmierflüssigseit angeordnet.On the side of the cone with the smallest circumference is a lubricating oil housing arranged for the inlet of the lubricant.

Der Lagerkörper 3 kann zwecks Einstellung zur Welle - mit einem Zahnkranz 6 versehen sein, in den Zahnräder 7 einzelner am Umfang verteilter Stellschrauben8 eingreifen. Der Lagerfuß g kann, wenn zweckmäßig am ganzen Umfang, gleitbar in dem Lagerfundament io angeordnet sein.The bearing body 3 can for the purpose of adjustment to the shaft - with a ring gear 6 be provided, in the gears 7 individual set screws 8 distributed around the circumference intervention. The bearing foot g can, if appropriate over the entire circumference, slidable in the Bearing foundation be arranged io.

An das Lager für laminare Strömung schließt sich das Kugellager. ii an, das durch einen Flüssigkeitsraum 1z von ersterem geschieden ist. Ein zweckmäßig auf die Welle aufgeschraubter Ring hält das Kugellager in seiner Lage fest. Hinter dem Kugellager ist ein Abflußsammelraum 13 vorgesehen.To the laminar flow camp closes that Ball-bearing. ii, which is separated from the former by a liquid space 1z. A ring suitably screwed onto the shaft holds the ball bearing in its place Fixed position. A drain collecting space 13 is provided behind the ball bearing.

.Die Schmierflüssigkeit tritt unter dem Einfluß der Schwerkraft oder unter Druck in das Ölgehäuse ein: Durch die beim Drehen der Welle wirksam. werdende Zentrifugalkraft werden die Schmierflüssigkeitsteilchen in das Laminarlager gerissen und wandern am ansteigenden Konus der Welle ,infolge der allmählich fortschreitend größer werdenden Umfangskraft in das Lager hinein, wie aus den in Fig. i der Zeichnung angedeuteten Fließlinien ersichtlich. Gegen Ende des Laminarlagers, wo die Flächen von Welle und Lager einander am nächsten kommen, wird der durch die erhöhte Schleuderkraft. hervorgerufene schraubengangartig gegen die abzufangenden Wellendrücke gerichtete Flüssigkeitsdruck sehr groß. Hier also, an den Stellen höchster Lagerdruckäußerung, tritt eine Anstauung des Schmiermittels ein, das nun in laminarer, d. h. keilförmiger Strömung durch den Spalt zwischen den Flächen von Welle und Lager hindurchzutreten gezwungen wird. Die Flächen von Welle und Lager können demnach nicht miteinander zur Auflage kommen, sondern sind stets durch ein strömendes Ölbett, dessen Strömungsdruck dort am größten ist, wo auch die Flächendrücke am größten sind, voneinander getrennt. Durch die ganze Länge des Lagers hindurch wird auf diese Weise, auch an Stellen des größten Umfanges, wo naturgemäß die höchsten Flächendrücke auftreten, dadurch, daß hier auch die größten Strömungsdrücke auftreten müssen, stets reine Flüssigkeitsreibung erzielt..The lubricating fluid occurs under the influence of gravity or under pressure into the oil housing: effective when rotating the shaft. becoming Centrifugal force tears the lubricating fluid particles into the laminar bearing and wander along the rising cone of the wave, as a result of which it progresses gradually increasing circumferential force into the bearing, as shown in Fig. i of the drawing indicated flow lines. Towards the end of the laminar bearing where the surfaces shaft and bearing come closest to each other, this is due to the increased centrifugal force. caused helically directed against the shaft pressures to be intercepted Liquid pressure very large. So here, at the points of highest bearing pressure, a build-up of the lubricant occurs, which is now in a laminar, i.e. H. wedge-shaped Flow to pass through the gap between the surfaces of the shaft and bearing is forced. The surfaces of the shaft and bearing can therefore not be connected to each other come to rest, but are always through a flowing oil bed, its flow pressure is greatest where the surface pressures are greatest, separated from each other. The entire length of the bearing is made in this way, even in places of the largest circumference, where naturally the highest surface pressures occur, thereby that the greatest flow pressures must also occur here, always pure fluid friction achieved.

Eine Erhöhung der kraftabstützenden Wirkungen wird bei Ausführung der Erfindung nach Fig. a und.3 dadurch erreicht, daß die Fläche des Lagers in einzelne Lagerelemente (Seagcnente) unterteilt ist, zu dem Zweck, den Mittelachsen der lose in Rillen oder Mulden exzentrisch mit Tragköpfen ¢ eingesetzten Segtnentdruckkörper 5 zu ermöglichen, sich in die Richtung der jeweiligen Resultierenden aus dem von der Zentrifugalkraft bzw. Drehkraft der Welle abhängigen Strömungsdruck des Schmiermittels und der abzustützenden Gesamtkräfte einzustellen. Infolgedessen verlaufen im Betrieb die Mittelachsen der Segmente 5 und naturgemäß auch die Differentialflächenstreifen dieser Segmente, die der Welle zunächst liegen, windschief zur Längsachse derWelle.. DIeElnzeldifferentialflächenstreifen verändern aber die windschiefe Richtung stets, weil auch die Kräftresultierenden sich stets, schon bei den kleinsten Änderungen von Strömungsdruck und abzustützenden Wellenkräften, ändern. Die kraftaufnehmende Gesamtfläche, bestehend aus der Summe der einzelnen Differentialflächenstreifen, kann man sich also durch Rotation eines solchen windschief zur «Wellenachse verlaufenden Differentialflächenstreifens denken, der auf diese Weise eine Rotationsfläche, und zwar ein Paraboloid erzeugt. Da aber außerdem das imaginäre Rotationselement infolge des Strömungsdruckes, der Zentrifugalkraft und der jeweiligen Größe und Richtung der Resultierenden der gesamten .Wellenkräfte, die auf einen Differentialflächenstreifen wirken und infolge der Beweglichkeit der Lagerteile 5 seine windschiefe Lage zur Wellenachse stets ändert, ändert sich auch stets die Form des Paraboloids. Die Abstützung der Welle erfolgt demnach immer paraboloidartig, und zwar werden die Kräfte aus dem normalen Wellendruck und dem achsialen Schub eine atn Umfang der Welle i wandernde paraboloidartige und ohne .Federn o. dgl. elastische Aufnahme durch die Einzellagerteile 5 erfahren. Die Anstauung des Schmiermittels an Orten der größten Annäherung an die Welle vor den Differentialflächenstreifen, die zusammen das jeweilige Päraboloid bilden, geschieht in ähnlicher Weise wie bei der Lagerausführung nach Fig. i,. die kräftabstützenden Wirkungsverhältnisse sind aber hier gegenüber der Ausführung nach Fig: i wesentlich erhöht.An increase in the force-supporting effects is achieved with execution the invention according to Fig. a and.3 achieved in that the surface of the bearing in individual Bearing elements (Seagcnente) is subdivided for the purpose of the central axes of the loose in grooves or hollows eccentrically with support heads ¢ inserted special pressure bodies 5 to make it possible to move in the direction of the respective resultant from the the centrifugal force or rotational force of the shaft dependent flow pressure of the lubricant and the total forces to be supported. As a result, run in operation the central axes of the segments 5 and naturally also the differential surface strips these segments, which lie next to the shaft, are skewed to the longitudinal axis of the shaft. However, the individual differential surface strips always change the skewed direction, because the resulting forces always change, even with the smallest changes of flow pressure and shaft forces to be supported. The force-absorbing Total area, consisting of the sum of the individual differential area strips, one can thus by rotating such a shaft skewed to the "axis of the shaft Differential surface strip think that in this way a surface of revolution, and although a paraboloid is produced. Since, however, also the imaginary element of rotation as a result the flow pressure, the centrifugal force and the respective size and direction the resultant of the total wave forces acting on a differential surface strip act and due to the mobility of the bearing parts 5 to its crooked position The shaft axis always changes, so does the shape of the paraboloid. The support the wave is therefore always paraboloid-like, namely the forces are from the normal wave pressure and the axial thrust a wandering circumference of the wave i paraboloid-like and without .federn o. the like. elastic absorption by the individual bearing parts 5 experience. The accumulation of the lubricant in places of closest approach the wave in front of the differential surface strips, which together form the respective paraboloid form, happens in a similar way to the bearing design according to Fig. i ,. the However, the force-supporting effects are here compared to the execution Fig: i significantly increased.

Die Flüssigkeit tritt aus dem Laminarlager in den Raum i2 und wird von hier durch die nachströmende Flüssigkeit in das Kugellager i i gedrückt. Das Laminarlager, das für sich selbst gewissermaßen -als Saugpumpe wirkt, wirkt sonach für das Kugellager als Flüssigkeitsdruckpumpe. Aus dem Raum 13 wird die Flüssigkeit fortgeleitet.The liquid emerges from the laminar bearing into space i2 and is pressed from here into ball bearing ii by the liquid flowing in. The laminar bearing, which acts as a suction pump for itself to a certain extent, therefore acts as a liquid pressure pump for the ball bearing. The liquid is conveyed away from the space 13.

Bei Inbetriebnahme des kombinierten Lagers wird die Druckabstützung vom- Kugel- i lager geleistet, bei wachsender Drehzahl wird das Hauptmaß der Abstützung der (normalen und achsialen) Drücke vom Laminarlager allmählich übernommen.When the combined bearing is put into operation, the pressure support from the ball bearing, as the speed increases, the main measure of the support becomes the (normal and axial) pressures of the laminar bearing are gradually taken over.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Druck- und Traglager, gekennzeichnet durch die Vereinigung eines Kugellagers mit einem Lager für laminare Schmierflüssigkeitsströmung, so daß für kleine Drehzahlen die Abstützung normaler und bzw. oder achsialer Wellen-, drücke durch das Kugellager, für höhere Drehzahlen das Hauptmaß der Drückeabstützung im @ Verhältnis der Drehzahlsteigerung von dem Lager für die laminare Strömung übernommen wird. z. Druck- und Traglager nach Anspruch F., dadurch gekennzeichnet, daß die das Lager für laminare Strömung verlassende Druckflüssigkeit dem Kugellager achsial oder bezw. und radial zugeführt wird, und auf diese Weise die Kugeln des Kugellagers durch einen Flüssigkeitsstrom entlastet, gekühlt und geschmiert werden. _PATENT CLAIMS: i. Thrust and support bearings, characterized by the Combination of a ball bearing with a bearing for laminar flow of lubricant, so that for low speeds the support of normal and / or axial shaft, push through the ball bearing, for higher speeds the main dimension of the Pressure support taken over by the bearing for the laminar flow in the ratio of the increase in speed will. z. Thrust and support bearing according to claim F., characterized in that the The hydraulic fluid leaving the bearing for laminar flow is axially aligned with the ball bearing or respectively and is fed radially, and in this way the balls of the ball bearing relieved, cooled and lubricated by a flow of liquid. _